Un equipo de investigadores de Sandia, Los laboratorios nacionales Lawrence Berkeley y Pacific Northwest probaron un mineral "parecido a una esponja" que puede "absorber" uranio en un antiguo molino de uranio cerca de Rifle, Colorado.

Los investigadores encontraron que el mineral, apatito de calcio, absorbe y une el uranio del agua subterránea, reduciéndolo en más de diez mil veces.

"La tecnología de apatita ha logrado reducir la concentración de uranio, vanadio y molibdeno en el agua subterránea en el sitio de Rifle, "dijo Mark Rigali, el geoquímico Sandia que lidera el proyecto. "Es más, los niveles de uranio se han mantenido por debajo de la concentración objetivo del Departamento de Energía durante más de tres años ".

El sitio del molino contaminado cerca de Rifle está a unas 180 millas al oeste de Denver. Desde 2002, La Oficina de Gestión de Legado del DOE ha utilizado el sitio para probar una variedad de diferentes tecnologías de remediación de uranio.

Todas las formas de uranio son radiactivas, y es tóxico cuando se ingiere. Molibdeno y vanadio, por otra parte, son beneficiosos en muy, niveles muy bajos, pero son tóxicos a altas concentraciones. Si bien el sitio de prueba del rifle es remoto, Hay miles de sitios en todo el mundo que están igualmente contaminados con elementos radiactivos y metales pesados ​​que amenazan las aguas subterráneas. suministros de agua y alimentos superficiales.

La apatita de calcio es un mineral comúnmente utilizado en fertilizantes y también es un componente importante de huesos y dientes. Los investigadores formaron una "esponja" en el suelo inyectando dos productos químicos económicos y no tóxicos, citrato de calcio y fosfato de sodio, en un pozo especialmente diseñado para inyectar soluciones bajo tierra en el antiguo molino de uranio.

Una vez en el suelo bacterias útiles del suelo comieron el citrato de calcio y excretaron calcio en una forma que le permite reaccionar rápidamente con el fosfato de sodio para formar apatito de calcio, que cubría partículas de arena y suelo bajo tierra, formando la esponja. La esponja de apatita captura los contaminantes, como el uranio, a medida que se forma en las partículas del suelo alrededor del pozo de inyección, y luego como el agua subterránea fluye a través de la esponja rugosa. Una vez formado, la apatita es increíblemente estable, y puede retener los contaminantes capturados durante milenios.

Absorbiendo la mitad de la tabla periódica

"El enfoque basado en apatita para la remediación del uranio ha sido, con mucho, el más eficaz y duradero sin efectos secundarios negativos importantes, "dijo Ken Williams, el programa de remediación ambiental y recursos hídricos lidera en Lawrence Berkeley. "Básicamente ha sido una situación en la que todos ganan. La primera ventaja es la facilidad de operación con solo una inyección necesaria. La siguiente ventaja es que el uranio se elimina a niveles increíblemente bajos. La tercera ventaja es la falta de consecuencias perjudiciales significativas".

Williams ha estado probando diferentes técnicas de remediación de uranio en el sitio de Rifle durante más de una década. desde que era un estudiante de posgrado. Como estudiante, participó en un proyecto en el sitio donde alimentaron a las bacterias del suelo con vinagre para remediar el uranio que tuvo algunos efectos secundarios desafortunados.

La tecnología de remediación de apatita fue inventada por el ex ingeniero químico de Sandia, Robert Moore. Se ha utilizado en el sitio Hanford del DOE en el sureste del estado de Washington para proteger el río Columbia del estroncio-90, otro isótopo radiactivo.

Los geólogos saben que la apatita puede capturar elementos de más de la mitad de la tabla periódica de elementos, Rigali dijo:pero el equipo realizó pruebas iniciales de laboratorio para confirmar que la apatita se uniría al uranio disuelto. Estas pruebas fueron realizadas por Jim Szecsody, geoquímico del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico.

Además de reducir la cantidad de uranio en las aguas subterráneas en más de diez mil veces, Williams y Rigali descubrieron que la apatita reducía la cantidad de vanadio en más de cien veces. El vanadio es otro contaminante que queda de la molienda de uranio, junto con el molibdeno, selenio y arsénico. Favorablemente, la tecnología de remediación basada en apatita captura estos otros químicos tóxicos también, ellos dijeron.

El futuro de la remediación de apatita

El modelado por computadora del geocientífico de Sandia Pat Brady sugiere que el uranio permanecerá contenido dentro del mineral de apatita durante decenas de miles de años, posiblemente más tiempo del que la llanura de inundación del sitio del molino permanecerá en su ubicación actual adyacente al río Colorado. Dijo Rigali.

Williams continuará midiendo la cantidad de contaminantes en el agua subterránea aguas abajo de la esponja de apatita todos los meses hasta que la esponja esté "llena". Esto permitirá al equipo de investigación saber cuánto uranio y otros contaminantes puede contener la apatita. y cuando la esponja necesita ser "refrescada" con más apatita, él dijo.

Se está considerando el uso de la tecnología de apatita en varios otros lugares contaminados, tanto de gestión federal como de propiedad privada, dijo Rigali. También aumenta la aplicabilidad potencial de la remediación de apatita el hecho de que se puede "ajustar" para capturar diferentes contaminantes de interés, incluidos el plomo y el arsénico.

"La familia de minerales de la apatita es muy grande, ", agregó." Y todos tienen distintas capacidades para capturar y almacenar contaminantes. Literalmente, puede ajustar la estructura de la apatita para que busque contaminantes específicos que le preocupen ".

Apatita de cobre, por ejemplo, es una gran esponja para el arsénico.

"Este ha sido uno de los proyectos más gratificantes en los que he trabajado en Sandia, "Dijo Rigali." Es genial tener este tipo de oportunidades porque sientes que estás haciendo algo que está resolviendo un problema y haciendo una diferencia. Sé que esta tecnología podría usarse en docenas de sitios para la remediación de uranio ".